簡單RLC電路的時域分析

RLC電路是一種電阻、電容和電感組成的電路結構，通常稱為RLC電路。由于電容和電阻具有一些頻率相關的電抗，當用交流信號驅動時，該系統(tǒng)的行為將產生一些有趣的效果。當涉及諧波信號、脈沖或啁啾信號時，電壓源對于電壓調節(jié)至關重要。在頻域中，我們可以清楚地了解到電壓/電流源頻率對RLC電路輸出和RLC網絡中不同部分電流的影響。

頻域的結果可以通過傅里葉逆變換轉換回時域(反之亦然)。然而，瞬態(tài)響應等一些效應在時域中更容易計算。由于矩陣表述相對簡單，SPICE仿真自然有助于時域分析。

RL電路和RC電路也與RLC電路有關，而且也很有趣。如果我們使用的RLC網絡不僅僅是簡單的串聯(lián)RLC電路，了解這些電路的行為有助于解釋時域仿真結果。當使用RLC電路的解析解時，通過在相關RLC電路的解中分別取L=0或C=0，可以了解RC電路或RL電路的行為。

請注意，當與DC電源一起使用時，電阻電感并聯(lián)(RL電路)必定形成短路。因為電感的阻抗是頻率的線性函數(shù)，所以采用DC電源時，電感阻抗為零。這類電路對于DC電路意義不大，但可以用來隔離放大器，避免高頻容性負載效應。

RC電路中，當電容和電阻串聯(lián)時，我們可以采用時域仿真來分析AC電壓如何耦合到電路中?；蛘撸旊娮韬碗娙莶⒙?lián)時，可以分析AC信號如何繞過電阻。這對于電源完整性分析尤為重要，因為我們可能需要檢查是否有任何AC噪聲成分從DC電源中過濾出來。這兩種分析都應作為頻率的函數(shù)進行，以便了解RC電路如何充當濾波器。

RLC網絡瞬態(tài)分析

RLC網絡以及更大的RLC網絡中的RC或RL網絡，將會有特定的時間響應，這取決于驅動電路的是諧波源、任意波形、DC電源，還是可以輕松界定為時間函數(shù)的其他任何電源。這便是時域仿真在RLC網絡中如此有效的原因，使我們能夠分析電路對脈沖或啁啾(或兩者兼有)電壓源的響應。

啁啾脈沖在雷達和光學應用中十分重要

當使用AC電源時，大多數(shù)SPICE軟件包都具備圖形用戶界面且能夠掃描AC頻率范圍并分析系統(tǒng)行為。但是，我們也可以進行瞬態(tài)分析，并分析電路如何及時響應不同頻率的AC電源。我們可以在時域中分析不同頻率下的電路輸出，并比較信號的不同質量。

瞬態(tài)分析對于觀察網絡的DC輸入或脈沖如何響應也十分有效。采用DC輸入時，我們可以觀察由于DC電壓源輸出的變化，電路不同部分上電至不同電壓和電流的速率。這些曲線為指數(shù)形式，稱為瞬態(tài)曲線。它們對PCB有重要影響，因其決定了電源分配網絡中噪聲或數(shù)字切換信號等引起驅動電壓發(fā)生明顯變化時，電路的響應速度。

RLC電路的拓展知識

借助基于SPICE的模擬器，我們還可以分析RLC網絡的其他很多方面，在此僅介紹非常有用的兩點。首先，通過以菊花鏈形式連接多個RLC網絡，我們可以輕松構建高階濾波器。然后，我們可以模擬這些高階濾波器的瞬態(tài)響應和電壓輸出。如果在電路分析中我們還使用了頻率掃描，則可以確定網絡的傳遞函數(shù)。

PCB上的光敏傳感器

性能卓越的SPICE軟件工具能夠分析工作溫度變化如何影響RLC網絡的輸出。這對于PCB尤其重要，因為除非我們設計的電路板具有精密的熱管理能力，否則PCB運行溫度可能超過室溫。